นิคอน D90 ใช้เซ็นเซอร์ภาพฟอร์แมท DX แบบ CMOS เทคโนโลยีแบบเดียวกับที่ใช้ในรุ่น D300 ให้ความละเอียดสูงสุด 12.3 ให้ภาพที่ใส่เคลียร์และมี Noise ต่ำแม้ว่าจะใช้ความไวแสงสูงสุดถึง ISO 3200 พร้อมด้วยระบบกำจัดฝุ่น Dust Reduction System โดยออกแบบให้ชุดฟิลเตอร์โลว์พาสที่อยู่หน้าเซ็นเซอร์ภาพ สั่นสะเทือนทำให้ฝุ่นหลุดออกไป

หน่วยประมวลผล EXPEED ช่วยให้ภาพความละเอียดสูง 12.3 ล้านพิกเซล ดูใสเคลียร์และมี Noise ต่ำ อีกทั้งยังช่วยให้ระบบการทำงาน การบันทึกภาพ เป็นไปอย่างรวดเร็วทันใจเช่นเดียวกับนิคอน D300 และยังทำให้โหมด Live View สามารถจับโฟกัสใบหน้าคนอัตโนมัติได้

ในระบบ Face Detection System นิคอน D90 มีระบบการทำงานที่รวดเร็วมาก พร้อมใช้งาน หลังจากเปิดสวิตช์กล้อง ในเวลาเพียง 0.15 วินาที และมีช่วงเวลาการลั่นชัตเตอร์สั้นเพียง 65 มิลลิวินาทีเท่านั้น (ทดสอบตามมาตรฐาน CIPA) และถ่ายภาพต่อเนื่องได้เร็วถึง 4.5 เฟรม/วินาที ต่อเนื่อง 100 ภาพ (ทดสอบด้วยเมมโมรี่การ์ด Panasonic Pro HIGH SPEED 2 GB SD memory card)

นิคอน D90 สามารถลดความไวแสงต่ำสุดเหลือ ISO 100 และเพิ่มได้สูงสุด ISO 6400 ทำให้ถ่ายภาพได้ครอบคลุม ทุกสภาพแสง และได้ผลพิเศษตามที่ต้องการ เช่น ถ่ายภาพในสภาพแสงน้อยมากโดยไม่ต้องใช้แฟลช หรือใช้ความ
เร็วชัตเตอร์สูงเป็นพิเศษเพื่อหยุดสิ่งเคลื่อนไหว

ฟังก์ชั่น Active D-Lighting ช่วยให้ภาพถ่ายมีรายละเอียดที่ชัดเจนทั้งในส่วนสว่างและส่วนมืด โดยเฉพาะเมื่อต้องถ่ายภาพ ในสภาพแสงกลางแจ้ง ที่มีแสงแดดจัด และคอนทราสท์สูง และยังเลือกปรับแต่งได้ 4 ระดับตามความเหมาะสมของภาพแต่ละแบบ และยังเลือกใช้ Active D-Lighting ได้ทั้งแบบออโต้ (กล้องปรับให้อัตโนมัติ) หรือปรับเองแบบแมนนวล หรือจะถ่ายภาพคร่อม ให้แต่ละภาพมีโทนสว่าง และมืดที่แตกต่างกัน เพื่อเลือกภาพดีที่สุดเก็บเอาไว้เพียงภาพเดียวก็ได้

นิคอนได้นำเอาระบบ Scene Recognition ที่ใช้เป็น ครั้งแรกในรุ่น D3 และ D300 มาใช้กับ D90 โดยใช้เซ็นเซอร์ 420-pixel RGB ประมวลผลของภาพและข้อมูลของสี ทำงานผสานกับระบบออโต้โฟกัส ระบบเปิดรับแสงอัตโนมัติ ระบบแฟลช i-TTL และไวท์บาลานซ์ ทำให้กล้องทราบได้ว่าต้องเลือกใช้โหมดบันทึกภาพแบบใดเพื่อให้ได้ภาพดีที่สุดโดยใช้เวลาสั้นเพียงเสี้ยววินาทีก่อนที่ชัตเตอร์จะทำงาน นอกจากนี้ยังมีระบบโฟกัสใบหน้าคนเพื่อให้ได้ภาพถ่ายบุคคลที่คมชัดแน่นอน

ด้วยเซ็นเซอร์ 420-pixel RGB ทำให้นิคอน D90 สามารถอ่านข้อมูลของสีและความสว่างได้อย่างละเอียด เมื่อถ่ายภาพ ด้วยโหมดออโต้โฟกัสแบบเลือกพื้นที่โฟกัสอัตโนมัติ กล้องสามารถโฟกัสได้รวดเร็ว โดยวัตถุหลัก ในภาพที่อยู่ทางด้านหน้าสุด จะถูกปรับโฟกัสให้คมชัดทันทีที่กดปุ่มชัตเตอร์ และเมื่อเลือกโหมดโฟกัสติดตามการเคลื่อนที่แบบ 3 มิติ ( 11 จุด ) กล้องจะหาโฟกัส โดยการเปรียบเทียบทั้งสีและค่าความสว่าง เพื่อให้ได้ภาพที่คมชัดเสมอ แม้ว่าคุณจะเปลี่ยนแปลงการจัดองค์ประกอบภาพ

ระบบออโต้ไวท์บาลานซ์ทำงานร่วมกับระบบ Nikon Scene Recognition ช่วยให้กล้องสามารถปรับสีได้อย่างถูกต้องในทุกสภาพแสง ทั้งนี้อาศัยจากข้อมูลของภาพถ่าย 5,000 ตัวอย่าง รวมแล้วกว่า 20,000 ภาพ นำมาวิเคราะห์เปรียบเทียบและปรับไวท์บาลานซ์ ให้ได้ผลดีที่สุดด้วยระบบโฟกัสใบหน้า Face Detection System ใหม่ ทำให้นิคอน D90 สามารถค้นหาใบหน้าคนได้สูงสุดถึง 10 ใบหน้าในขณะที่กำลังเปิดชมภาพ และซูมขยายใบหน้าขึ้นมาดูได้อย่างรวดเร็วเพื่อตรวจสอบความคมชัดของภาพ

ช่องมองภาพใช้เพนทาปริซึม มองเห็นภาพ 96% มุมมองกว้าง มองดูภาพได้ห่างจากช่องมอง 19.5 มม. และปรับชดเชยสายตาได้ และเลือกแสดงเส้นตาราง 16 ช่องในช่องมองภาพได้ตลอดเวลาที่ต้องการ ช่วยให้การจัดองค์ประกอบภาพสะดวกมากยิ่งขึ้น แก้ไขปัญหาเรื่องการถ่ายภาพเอียงได้เป็นอย่างดี

หากคุณไม่แน่ใจว่าจะต้องปรับตั้งกล้องอย่างไร หรือเพิ่งเริ่มต้นหัดใช้กล้องเป็นครั้งแรก เพียงเลือกโหมดบันทึกภาพอัตโนมัติ Advanced Scene Modes เพียงแค่หมุนแป้นเลือกโหมดบันทึกภาพ ตามลักษณะของภาพที่ต้องการบันทึก ก็จะได้ภาพที่ดีอย่างง่ายดาย อาทิ ภาพบุคคล ทิวทัศน์ โคลส-อัพ กีฬา และภาพบุคคลกลางคืน ทั้งหมดนี้แตกต่างกับโหมดบันทึกภาพอัตโนมัติสำเร็จรูปในกล้องทั่วๆ ไป เนื่องจาก D90 ได้ผนวกฟังก์ชั่น Active D-Lighting และ Picture Control ทำให้ได้ภาพที่ดีมากยิ่งขึ้น และเมื่อใช้งาน ร่วมกับเลนส์ที่มีระบบป้องกันภาพสั่นไหว VR (Vibration Reduction) จะช่วยให้ได้ภาพถ่าย ที่คมชัด แม้ว่าจะถ่ายภาพ ในสภาพแสงน้อยโดยไม่ต้องใช้แฟลช และภาพใสเคลียร์มี Noise ต่ำ แม้ว่ากล้องจะเลือกใช้ความไวแสงสูงก็ตาม

นิคอน D90 ออกแบบให้ใช้พลังงานต่ำ โดยใช้แฟลชชนิด ลิเธี่ยม-ไอออน ชาร์จไฟใหม่ได้รุ่น EN-EL3e เมื่อชาร์จไฟเต็มจะถ่ายภาพได้มากถึง 850 ภาพ (ทดสอบตามมาตรฐาน CIPA กับเลนส์ AF-S DX NIKKOR 18-105 มม. f/3.5-5.6G ED VR และถ่ายภาพด้วยแฟลช 50%)

คุณสามารถใช้ฟังก์ชั่นตกแต่งภาพที่อยู่ในตัวกล้อง โดยการก๊อปปี้ภาพต้นฉบับแล้วเลือกปรับแต่งภาพตามที่คุณต้องการ หรือใส่ผลพิเศษต่างๆ เพื่อให้ได้ภาพที่สวยงามกว่า โดยสามารถเปรียบเทียบภาพต้นฉบับ และภาพที่ปรับแล้วได้ว่า มีความแตกต่างกันอย่างไร

นิคอน D90 มีฟังก์ชั่น Pictmotion ที่ออกแบบให้ใช้งานง่าย สามารถแสดงภาพแบบสไลด์โชว์พร้อมเสียงประกอบ (เลือกได้ 5 แบบ) และเลือกการเลื่อนภาพแต่ละภาพได้อีก 5 แบบ จะดูภาพสไลด์โชว์จากจอ LCD 3.0 นิ้ว หรือเปิดดูจากโทรทัศน์ผ่านช่องอินเทอร์เฟส HDTV HDMI (High-Definition Multimedia Interface) ก็ได้

จุดเด่นที่น่าสนใจมากอีกอย่างของ Nikon D90 คือมีเมนูรองรับการใช้งาน Eye-Fi ซึ่งเป็นเมมโมรี่การ์ด SD รูปแบบใหม่ เรียกว่า memory/wireless Wi-Fi transmitter SD cards เมื่อนำเมมโมรี่การ์ด นี้ใส่เข้าไปในกล้อง เพื่อบันทึกภาพ จะสามารถ
ส่งภาพไร้สายจากกล้องผ่านระบบ Wi-Fi ซึ่งเป็นมาตรฐานของคอมพิวเตอร์ทั่วๆ ไปได้ รูปแบบการใช้งาน เหมือนกับการใช้ระบบ Wi-Fi ทั่วๆ ไป เพียงนำการ์ดใส่เข้าไปในกล้อง จะเพิ่มขีดความสามารถการรับส่งภาพ Wi-Fi ได้ทันที (อีกหน่อยคงใส่ซิมการ์ดแล้วโทรศัพท์หรือท่องเน็ทได้เลย)